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DesignSpark PCB從快速入門到實戰應用(快速入門篇──閃爍燈電路)(上)(繁體)

因為教學的緣故,常常要求學生必須把上課實習或是專題製作的電路以電路板的方式進行製作,萬用電路板(俗稱:洞洞板或萬孔板)是製作電路板快速的方式,但筆者常常發現使用萬用電路板有個先決條件,也就是學生的焊接與佈線的基本功必須是很扎實的,否則萬用電路板常常會因為焊點假焊、焊點或佈線短路造成許多電路誤動作或是燒毀的問題,更甚者如果使用快速線(或稱OK線),若沒有嚴格的自我要求常會造成佈線的凌亂,導致電路異常除錯的困難。畢竟電路不是自己做的,當學生請我協助除錯的時候,若遇到專題製作電路複雜度甚高的狀況,常常需要花大量時間去檢查每一條電路佈線,也因此筆者便開始要求學生把需要實作成型的電路以印刷電路板(PCB)進行設計與製作,學生也普遍反映在學會使用PCB的設計與製作流程與觀念後,對於專題製作的良率與電路的美觀有著很不錯的表現,也大幅度減少了電路除錯的難度。

為了教學的需要筆者尋找了網路許多可以免費下載使用的各種PCB設計製作的應用軟體,其中RS的DesignSpark PCB是筆者發現可以快速讓學生學會電路設計與PCB製作的一套軟體,這套軟體是DesignSpark整合系列軟體的一部分,各功能版本(如:3D建模、電氣系統設計等)彼此是可以相互連結的,可以說是相當方便,那接下來便以RS的DesignSpark PCB應用軟體進行入門使用的介紹,透過簡單的「無穩態振盪電路──閃爍燈」製作,一步一步帶著大家快速學會使用這套軟體。

作者 曾俊霖
時間 2至3小時
難度 簡易
材料表

積體電路NE555:1枚
LED(直徑10mm):1枚
電阻器100Ω 1/4W:1枚
電阻器1.5KΩ 1/4W:2枚
可變電阻器250KΩ(B型):1枚
電解電容器100uF / 25V:1枚
陶瓷電容器0.1uF:1枚
8Pins IC座 X1

 

下圖是我們這次實作所採用的電路圖,這是一個NE555無穩態震盪電路,電路的輸出是透過一個電晶體開關電路控制LED的導通發光,從這個電路圖當中的大多數的零組件都可以在預設的零件庫取出使用,本次的實作將針對NE555與TIP121電晶體從RS的網路零件庫當中下載取用。

1.電路繪製前的準備à建立工作資料夾

請先在WINDOWS桌面建立一個工作資料夾,在這裡我們用NE555_TEST命名。接下來的我們所有的繪圖檔案的存取與網路零件庫的存取都將會以NE555_TEST工作資料夾為主。

2.針對NE555與TIP121兩個元件進行RS網路零件庫的搜尋與下載

(1).請至以下超連結:https://www.rs-online.com/designspark/pcb-part-library

(2).請在Electronic Component中搜尋想要的電子零件。

(3).從搜尋到的零件庫內容當中,找到適用於專案的零件封裝外型種類,並且準備進行下載。

(4).請至MEMBER進行Free Download(請先完成帳號登錄的程序)。

(5).下載至工作資料夾(本次專案預設為桌面的NE555_TEST)

(6).至工作資料夾中將下載回來的零件庫資料解壓縮

(7).重複以上動作將TIP121電晶體的零件庫資料下載至工作資料夾

3.執行DesignSpark PCB軟體

4.建立新專案

File → New → Project (按OK) → 選定工作資料夾 → 專案命名為OSC_TEST (按存檔)

3.建立電路符號繪圖檔案Schematic Design

File → New → Schematic Design (按OK)→ 選定工作資料夾 → 繪圖檔案命名為OSC_TEST (按存檔)

5.在Schematic Design中取用零件

File → Libraries → 選擇Schematic Symbols →名稱命名為OSC_TEST (按New Lib) → 選定工作資料夾 → 新的零件庫命名為OSC_TEST (按存檔,並且確定增加檔案) → Add File → 進入各層資料夾找到DesignSpark PCB資料夾並進入 → 選擇 指定零件的 .dsl檔 → 確認加入Schematic Symbols

6.請參考流程「5.」的動作,依序完成PCB Symbols與Components的新增檔案工作,請記得New Lib名稱設定為OSC_TEST。

7.請依照取用零件庫流程「5.」至流程「6.」,將TIP121加入到Libraries中。

8.繪製電路圖(取用NE555放置繪圖畫布當中)

9.請按照電路圖繪製流程「8.」,將TIP121零件置入畫布當中。

10.以右鍵點選零件,跳出選單,可以照選單的指示調整零件的繪製方向。

11.請參考電路圖繪製流程「8.」至「10.」將所有其他相關零件放置在畫布當中,請注意取用的零件庫Lib可以選用DesignSpark,找到電阻、電容、可變電阻、接線端子台、LED與電源符號等,將這些零件放置在畫布當中,並且適度調整位置與方向。

12.電路符號的連線(Add Schematic Connection)

請從零件的X端點按住滑鼠左鍵拖曳,便可進行連線。

完成連線。

13.完成電路圖所有連線(請參考電路圖)

14.修改零件相關顯示參數

滑鼠右鍵點選零件→選擇Properties

勾選是否顯示相關參數

勾選並設定顯示相關參數顯示的內容

檢視各零件連結的Nets狀況

15.检查电路的连接状况

Tools → Schematic / PCB check

這個電路的檢查的顯示,除了會產生檢查報告,顯示相關連接的狀態外,也會連結到PCB一起檢查相關的修改與連接的狀況,若Schematic繪圖設計改變相關零件參數或連接的方式,則也會在PCB階段一併連動修改。

這篇就先到這裡告一個段落,下篇文章將會為各位朋友帶來PCB設計以及相關功能的的教學。

 

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14 Oct 2019, 5:44